जलविद्युत ऊर्जा उत्पादन का ऊर्जा चक्र

जलविद्युत एक वैज्ञानिक तकनीक है जो इंजीनियरिंग निर्माण और उत्पादन प्रबंधन जैसे तकनीकी और आर्थिक मुद्दों का अध्ययन करती है। जलविद्युत उत्पादन में प्रयुक्त जल ऊर्जा मुख्य रूप से जल में संग्रहित संभावित ऊर्जा होती है। जलविद्युत को बिजली में परिवर्तित करने के लिए विभिन्न प्रकार के जलविद्युत स्टेशनों का निर्माण करना आवश्यक होता है।

1. बुनियादी परिचय: जलविद्युत ऊर्जा का उपयोग नदियों, झीलों आदि से किया जाता है। ये नदियाँ, झीलें आदि उच्च ऊँचाई पर स्थित होती हैं और इनमें स्थितिज ऊर्जा होती है। ये जल निम्न ऊँचाई की ओर बहते हुए जल में निहित स्थितिज ऊर्जा को जल टरबाइन की गतिज ऊर्जा में परिवर्तित करती हैं, जिसका उपयोग जनरेटर को विद्युत ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए किया जाता है। जल शक्ति (जल शीर्ष के साथ) का उपयोग जल टरबाइन (जल टरबाइन) के घूर्णन को चलाने के लिए किया जाता है, जिससे जल ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित किया जाता है। यदि जल टरबाइन से किसी अन्य प्रकार की मशीनरी (जनरेटर) को जोड़ा जाता है, तो यह टरबाइन के घूमने के साथ ही बिजली उत्पन्न कर सकती है और फिर यांत्रिक ऊर्जा को विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित कर सकती है। संक्षेप में, जलविद्युत जल की स्थितिज ऊर्जा को यांत्रिक ऊर्जा में और फिर विद्युत ऊर्जा में परिवर्तित करने की प्रक्रिया है। जलविद्युत संयंत्रों द्वारा उत्पन्न कम विद्युत आपूर्ति वोल्टेज के कारण, यदि इसे दूरस्थ उपयोगकर्ताओं तक पहुँचाना है, तो इसे ट्रांसफार्मर के माध्यम से बढ़ाया जाना आवश्यक है, फिर इसे वायु संचरण लाइनों के माध्यम से उपयोगकर्ता केंद्रित क्षेत्रों में स्थित सबस्टेशनों तक पहुँचाया जाता है, अंत में इसे घरेलू उपयोगकर्ताओं और कारखाने के विद्युत उपकरणों के लिए उपयुक्त वोल्टेज तक कम किया जाता है, और फिर वितरण लाइनों के माध्यम से विभिन्न कारखानों और घरों तक पहुँचाया जाता है। 2. जलविद्युत उत्पादन का मूल सिद्धांत जलस्तर में गिरावट का उपयोग करके जलविद्युत जनरेटर के साथ विद्युत उत्पादन करना है, अर्थात् जल की स्थितिज ऊर्जा को हाइड्रोलिक टरबाइन की यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करना और फिर उस यांत्रिक ऊर्जा का उपयोग जनरेटर को चलाकर विद्युत ऊर्जा प्राप्त करना है। वैज्ञानिकों ने जलस्तर में गिरावट का लाभ उठाकर प्रवाह अभियांत्रिकी और यांत्रिक भौतिकी जैसी प्राकृतिक परिस्थितियों का प्रभावी ढंग से उपयोग किया है। और उन्होंने सावधानीपूर्वक इनका संयोजन करके अधिकतम विद्युत उत्पादन सुनिश्चित किया है, जिससे लोगों को सस्ती और प्रदूषण-मुक्त बिजली उपलब्ध हो सके। दूसरी ओर, कम जलस्तर सूर्य के प्रकाश को अवशोषित करता है और पृथ्वी पर इसका संचार होता है, जिससे उच्च जल स्रोतों का पुनर्भरण होता है।

अब तक, जलविद्युत उत्पादन का पैमाना तीसरी दुनिया के ग्रामीण क्षेत्रों में उपयोग होने वाले कुछ दसियों वाट से लेकर बड़े शहरों में बिजली आपूर्ति के लिए उपयोग होने वाले कई मिलियन वाट तक भिन्न-भिन्न है। 3. मुख्य प्रकारों को जल प्रवाह के आधार पर वर्गीकृत किया जाता है, जिनमें बांध प्रकार के जलविद्युत स्टेशन, जल मोड़ प्रकार के जलविद्युत स्टेशन, संकर जलविद्युत स्टेशन, ज्वारीय विद्युत स्टेशन और पंप भंडारण विद्युत स्टेशन शामिल हैं। जल प्रवाह विनियमन की डिग्री के आधार पर, यह निर्धारित किया जाता है कि जलविद्युत स्टेशन विनियमित हैं या नहीं। जल स्रोत की प्रकृति के अनुसार, इसे आमतौर पर पारंपरिक जलविद्युत स्टेशन कहा जाता है, जो बिजली उत्पादन के लिए प्राकृतिक नदियों, झीलों और अन्य जल स्रोतों का उपयोग करता है। जलविद्युत स्टेशनों को उनके उपयोग स्तर के आधार पर उच्च जल स्तर (70 मीटर से अधिक), मध्यम जल स्तर (15-70 मीटर) और निम्न जल स्तर (15 मीटर से कम) वाले जलविद्युत स्टेशनों में विभाजित किया जा सकता है। जलविद्युत स्टेशनों की स्थापित क्षमता के अनुसार, उन्हें बड़े, मध्यम और छोटे जलविद्युत स्टेशनों में विभाजित किया जा सकता है। सामान्यतः, 5000 किलोवाट से कम स्थापित क्षमता वाले छोटे जलविद्युत स्टेशनों को लघु जलविद्युत स्टेशन कहा जाता है, 5000 से 100000 किलोवाट के बीच स्थापित क्षमता वाले स्टेशनों को मध्यम जलविद्युत स्टेशन कहा जाता है, और 100000 किलोवाट से अधिक स्थापित क्षमता वाले स्टेशनों को विशाल जलविद्युत स्टेशन कहा जाता है। 4. लाभ: जलविद्युत एक अक्षय और नवीकरणीय स्वच्छ ऊर्जा स्रोत है। हालांकि, प्राकृतिक जल ऊर्जा का प्रभावी ढंग से उपयोग करने के लिए, बांध, डायवर्जन पाइपलाइन और पुलिया जैसी जल संरचनाओं का निर्माण करना आवश्यक है जो जल प्रवाह को नियंत्रित कर सकें। इसलिए, परियोजना निवेश अधिक होता है और निर्माण चक्र लंबा होता है। लेकिन जलविद्युत उत्पादन में उच्च दक्षता, कम बिजली उत्पादन लागत, तेजी से यूनिट चालू होना और आसान समायोजन की सुविधा होती है। प्राकृतिक जल प्रवाह के उपयोग के कारण, यह प्राकृतिक परिस्थितियों से काफी प्रभावित होता है। जलविद्युत अक्सर व्यापक जल संसाधन उपयोग का एक महत्वपूर्ण घटक होता है, जो जहाजरानी, ​​मत्स्य पालन, सिंचाई, बाढ़ नियंत्रण, पर्यटन आदि के साथ एक व्यापक जल संसाधन उपयोग प्रणाली का निर्माण करता है। जलविद्युत न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव वाला नवीकरणीय ऊर्जा स्रोत है। सस्ती बिजली प्रदान करने के अलावा, इसके निम्नलिखित लाभ भी हैं: बाढ़ नियंत्रण, सिंचाई के लिए पानी की उपलब्धता, नदी परिवहन में सुधार और क्षेत्र में परिवहन, बिजली आपूर्ति और अर्थव्यवस्था में सुधार, विशेष रूप से पर्यटन और मत्स्य पालन का विकास।